爆破累積效應(yīng)對灌漿帷幕止水性能的影響研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-20 06:07
我國南方巖溶地區(qū),露天礦開采面臨復(fù)雜的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)問題,特別是大水礦山有嚴(yán)重的涌水、突水等水害問題。帷幕注漿作為一種有效止水技術(shù)在大水礦山開采中得到廣泛應(yīng)用。帷幕體在礦山開采中要經(jīng)歷多次爆破荷載擾動(dòng),帷幕體的止水有效性是礦山開采中需要重點(diǎn)評(píng)估的因素。本文以湖南省常德市某水泥礦山開采項(xiàng)目和涌水治理工程為背景,選取礦坑南幫邊坡灌漿帷幕體為研究對象,研究了爆破累積效應(yīng)對灌漿帷幕止水性能的影響。1、制備了沿軸向、軸向和橫向同時(shí)開孔(簡稱組合開孔)的兩種類型灌漿帷幕體巖樣,進(jìn)行了循環(huán)加卸載作用下的含灌漿帷幕巖樣的損傷-滲流耦合試驗(yàn),分析了不同峰值應(yīng)力水平、圍壓、滲透水壓差和帷幕填充形式對灌漿帷幕巖樣的滲透特性和損傷演化的影響。試驗(yàn)表明:峰值應(yīng)力水平是灌漿帷幕巖樣損傷發(fā)展的主要影響因素;高圍壓可降低含灌漿帷幕圍巖損傷;高滲透水壓差可改善滲透率測試精度;組合開孔情況下橫向開孔面積增大時(shí),側(cè)向滲流通道增加,導(dǎo)致軸向滲流速率降低。2、建立了FLAC3D滲流與開挖耦合模型,從位移、應(yīng)力、孔隙水壓力變化等方面分析研究了灌漿帷幕帶對地下水滲流的截?cái)嘈Ч。結(jié)果表明:在滲流和開挖卸荷作...
【文章來源】:湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 灌漿帷幕堵水技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 巖石類材料損傷變量的研究現(xiàn)狀
1.2.3 巖石滲流特性的試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.4 滲流-損傷耦合試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.5 滲流-動(dòng)力耦合數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究思路和研究內(nèi)容
1.4 本文的技術(shù)路線
第二章 循環(huán)加卸載作用下含灌漿帷幕巖樣的滲透-損傷特性
2.1 引言
2.2 工程概況
2.3 試驗(yàn)原理
2.3.1 荷載等效原理及思路
2.3.2 試驗(yàn)原理
2.4 試樣制備
2.4.1 巖芯的選取
2.4.2 含灌漿帷幕圍巖試樣制備
2.4.3 黏土水泥漿的制備
2.4.4 鉆孔孔洞的填塞和打磨
2.4.5 灌漿帷幕質(zhì)量填充率計(jì)算
2.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.5.1 試驗(yàn)方案
2.5.2 試驗(yàn)儀器
2.5.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.6 試驗(yàn)結(jié)果分析
2.6.1 不同應(yīng)力水平下含灌漿帷幕圍巖滲透-損傷演化規(guī)律
2.6.2 圍壓對含灌漿帷幕圍巖的滲透率-損傷演化的影響
2.6.3 滲透水壓差對含灌漿帷幕圍巖的滲透-損傷演化的影響
2.6.4 不同灌漿帷幕填充形式的滲透-損傷特征分析
2.7 本章小結(jié)
第三章 露天礦邊坡灌漿帷幕止水效果分析
3.1 引言
3.2 FLAC3D流固耦合原理
3D的帷幕防滲評(píng)價(jià)模型建立"> 3.3 基于FLAC3D的帷幕防滲評(píng)價(jià)模型建立
3.4 邊坡的流固耦合響應(yīng)特性分析
3.4.1 開挖與滲流耦合作用下邊坡的變形分析
3.4.2 開挖與滲流耦合作用下邊坡的應(yīng)力分析
3.4.3 邊坡帷幕體內(nèi)外的孔隙水壓力分析
3.4.4 埋深對水平、豎向位移及孔隙水壓力的影響
3.4.5 坡頂監(jiān)測點(diǎn)的位移變化分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 露天礦含灌漿帷幕圍巖邊坡的動(dòng)力特性研究
4.1 模型的建立
4.2 邊界條件的轉(zhuǎn)換
4.3 阻尼設(shè)置
4.3.1 瑞利阻尼
4.3.2 滯后阻尼
4.4 動(dòng)力荷載的輸入
4.5 本構(gòu)模型的選擇
4.6 不同頻率下含灌漿帷幕邊坡的動(dòng)力與滲流耦合響應(yīng)特征
4.6.1 不同高程處灌漿帷幕區(qū)在不同頻率下的速度響應(yīng)特征
4.6.2 不同高程處灌漿帷幕區(qū)在不同頻率下的加速度響應(yīng)規(guī)律
4.6.3 不同高程處灌漿帷幕區(qū)不同頻率下水平位移響應(yīng)規(guī)律
4.6.4 不同高程處灌漿帷幕區(qū)在不同頻率下的豎向應(yīng)力響應(yīng)
4.6.5 不同高程處灌漿帷幕區(qū)節(jié)點(diǎn)在不同頻率下的孔隙水壓力動(dòng)力響應(yīng)特征
4.6.6 不同高程處灌漿帷幕區(qū)節(jié)點(diǎn)不同加速度幅值下的孔隙水壓力響應(yīng)特征
4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
讀碩士期間的主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]復(fù)雜應(yīng)力路徑下原煤力學(xué)與滲透特性試驗(yàn)[J]. 劉超,黃滾,趙宏剛,宋真龍,張馳,俞歡. 巖土力學(xué). 2018(01)
[2]地震作用下呷爬滑坡的變形特征分析[J]. 馬斌,李昕堯,梁超. 南水北調(diào)與水利科技. 2017(05)
[3]含瓦斯砂巖卸圍壓變形特征與滲透規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 張東明,鄭彬彬,張先萌,齊消寒,白鑫. 巖土力學(xué). 2017(12)
[4]基于FLAC3D的地震作用下高陡邊坡的動(dòng)力響應(yīng)分析[J]. 謝洪斌,陳驤. 公路交通技術(shù). 2017(04)
[5]地震作用下滲流邊坡的動(dòng)力響應(yīng)耦合分析[J]. 梁超,張金良,練繼建. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[6]循環(huán)荷載作用下巖石損傷試驗(yàn)研究[J]. 戴俊輝,呂燕霞,孫赑,郁章劍. 水利水電技術(shù). 2016(10)
[7]Protection against water or mud inrush in tunnels by grouting:A review[J]. Shucai Li,Rentai Liu,Qingsong Zhang,Xiao Zhang. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016(05)
[8]動(dòng)力擾動(dòng)對充填體穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬研究[J]. 呂富強(qiáng),羅黎明,李爽. 西部探礦工程. 2016(10)
[9]數(shù)值分析在防滲帷幕時(shí)效性分析中的應(yīng)用[J]. 賈超,周曉勇,李輝,虞未江. 水科學(xué)與工程技術(shù). 2016(04)
[10]粘土水泥漿材流變性能及其對灌漿的影響[J]. 劉杰,張貴金,楊東升,鐘平. 硅酸鹽通報(bào). 2016(08)
博士論文
[1]滲流和地震耦合作用下邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 盧玉林.中國地震局工程力學(xué)研究所 2017
[2]水巖作用下深部巖體的損傷演化與流變特性研究[D]. 劉業(yè)科.中南大學(xué) 2012
碩士論文
[1]粘土固化漿液力學(xué)性能研究及在巖溶壩區(qū)防滲帷幕中的應(yīng)用效果模擬[D]. 梁經(jīng)緯.長沙理工大學(xué) 2010
[2]巖溶地區(qū)帷幕灌漿研究[D]. 劉三虎.吉林大學(xué) 2004
[3]粘土固化注漿防滲帷幕在固體廢物填埋場中的阻滯性能研究[D]. 田慶余.中南大學(xué) 2003
本文編號(hào):3042346
【文章來源】:湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 灌漿帷幕堵水技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 巖石類材料損傷變量的研究現(xiàn)狀
1.2.3 巖石滲流特性的試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.4 滲流-損傷耦合試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.5 滲流-動(dòng)力耦合數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究思路和研究內(nèi)容
1.4 本文的技術(shù)路線
第二章 循環(huán)加卸載作用下含灌漿帷幕巖樣的滲透-損傷特性
2.1 引言
2.2 工程概況
2.3 試驗(yàn)原理
2.3.1 荷載等效原理及思路
2.3.2 試驗(yàn)原理
2.4 試樣制備
2.4.1 巖芯的選取
2.4.2 含灌漿帷幕圍巖試樣制備
2.4.3 黏土水泥漿的制備
2.4.4 鉆孔孔洞的填塞和打磨
2.4.5 灌漿帷幕質(zhì)量填充率計(jì)算
2.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.5.1 試驗(yàn)方案
2.5.2 試驗(yàn)儀器
2.5.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.6 試驗(yàn)結(jié)果分析
2.6.1 不同應(yīng)力水平下含灌漿帷幕圍巖滲透-損傷演化規(guī)律
2.6.2 圍壓對含灌漿帷幕圍巖的滲透率-損傷演化的影響
2.6.3 滲透水壓差對含灌漿帷幕圍巖的滲透-損傷演化的影響
2.6.4 不同灌漿帷幕填充形式的滲透-損傷特征分析
2.7 本章小結(jié)
第三章 露天礦邊坡灌漿帷幕止水效果分析
3.1 引言
3.2 FLAC3D流固耦合原理
3D的帷幕防滲評(píng)價(jià)模型建立"> 3.3 基于FLAC3D的帷幕防滲評(píng)價(jià)模型建立
3.4 邊坡的流固耦合響應(yīng)特性分析
3.4.1 開挖與滲流耦合作用下邊坡的變形分析
3.4.2 開挖與滲流耦合作用下邊坡的應(yīng)力分析
3.4.3 邊坡帷幕體內(nèi)外的孔隙水壓力分析
3.4.4 埋深對水平、豎向位移及孔隙水壓力的影響
3.4.5 坡頂監(jiān)測點(diǎn)的位移變化分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 露天礦含灌漿帷幕圍巖邊坡的動(dòng)力特性研究
4.1 模型的建立
4.2 邊界條件的轉(zhuǎn)換
4.3 阻尼設(shè)置
4.3.1 瑞利阻尼
4.3.2 滯后阻尼
4.4 動(dòng)力荷載的輸入
4.5 本構(gòu)模型的選擇
4.6 不同頻率下含灌漿帷幕邊坡的動(dòng)力與滲流耦合響應(yīng)特征
4.6.1 不同高程處灌漿帷幕區(qū)在不同頻率下的速度響應(yīng)特征
4.6.2 不同高程處灌漿帷幕區(qū)在不同頻率下的加速度響應(yīng)規(guī)律
4.6.3 不同高程處灌漿帷幕區(qū)不同頻率下水平位移響應(yīng)規(guī)律
4.6.4 不同高程處灌漿帷幕區(qū)在不同頻率下的豎向應(yīng)力響應(yīng)
4.6.5 不同高程處灌漿帷幕區(qū)節(jié)點(diǎn)在不同頻率下的孔隙水壓力動(dòng)力響應(yīng)特征
4.6.6 不同高程處灌漿帷幕區(qū)節(jié)點(diǎn)不同加速度幅值下的孔隙水壓力響應(yīng)特征
4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
讀碩士期間的主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]復(fù)雜應(yīng)力路徑下原煤力學(xué)與滲透特性試驗(yàn)[J]. 劉超,黃滾,趙宏剛,宋真龍,張馳,俞歡. 巖土力學(xué). 2018(01)
[2]地震作用下呷爬滑坡的變形特征分析[J]. 馬斌,李昕堯,梁超. 南水北調(diào)與水利科技. 2017(05)
[3]含瓦斯砂巖卸圍壓變形特征與滲透規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 張東明,鄭彬彬,張先萌,齊消寒,白鑫. 巖土力學(xué). 2017(12)
[4]基于FLAC3D的地震作用下高陡邊坡的動(dòng)力響應(yīng)分析[J]. 謝洪斌,陳驤. 公路交通技術(shù). 2017(04)
[5]地震作用下滲流邊坡的動(dòng)力響應(yīng)耦合分析[J]. 梁超,張金良,練繼建. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[6]循環(huán)荷載作用下巖石損傷試驗(yàn)研究[J]. 戴俊輝,呂燕霞,孫赑,郁章劍. 水利水電技術(shù). 2016(10)
[7]Protection against water or mud inrush in tunnels by grouting:A review[J]. Shucai Li,Rentai Liu,Qingsong Zhang,Xiao Zhang. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016(05)
[8]動(dòng)力擾動(dòng)對充填體穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬研究[J]. 呂富強(qiáng),羅黎明,李爽. 西部探礦工程. 2016(10)
[9]數(shù)值分析在防滲帷幕時(shí)效性分析中的應(yīng)用[J]. 賈超,周曉勇,李輝,虞未江. 水科學(xué)與工程技術(shù). 2016(04)
[10]粘土水泥漿材流變性能及其對灌漿的影響[J]. 劉杰,張貴金,楊東升,鐘平. 硅酸鹽通報(bào). 2016(08)
博士論文
[1]滲流和地震耦合作用下邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 盧玉林.中國地震局工程力學(xué)研究所 2017
[2]水巖作用下深部巖體的損傷演化與流變特性研究[D]. 劉業(yè)科.中南大學(xué) 2012
碩士論文
[1]粘土固化漿液力學(xué)性能研究及在巖溶壩區(qū)防滲帷幕中的應(yīng)用效果模擬[D]. 梁經(jīng)緯.長沙理工大學(xué) 2010
[2]巖溶地區(qū)帷幕灌漿研究[D]. 劉三虎.吉林大學(xué) 2004
[3]粘土固化注漿防滲帷幕在固體廢物填埋場中的阻滯性能研究[D]. 田慶余.中南大學(xué) 2003
本文編號(hào):3042346
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